JP2007113824A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機に関し、特に遠心ファンの吐出側に熱交換器を配置した空気調和機の騒音低下に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to noise reduction of an air conditioner in which a heat exchanger is disposed on the discharge side of a centrifugal fan.
空気調和機の中には、遠心ファンの吐出側に熱交換器が配置されたものがある。また、このような空気調和機では、例えば特許文献1に記載されているように、大抵の場合、遠心ファンの回転軸と垂直な面内において遠心ファンからの吐出空気が板状フィンに対し斜めに吐出されるように、遠心ファンと熱交換器との相対位置が設定されている。
Some air conditioners have a heat exchanger disposed on the discharge side of a centrifugal fan. In such an air conditioner, for example, as described in
特許文献1の空気調和機は、天井埋め込み型空気調和機であって、空気循環用のファンとしてのターボファンの周りを囲繞するようにクロスフィンコイル式熱交換器が配置されたものである。この場合におけるターボファンと熱交換器との相対位置関係を分かりやすく図示すると、図7の斜視図及び図8の平面図のようになる。なお、図7及び図8では熱交換器の一部のみを図示している。これら図に示すように、ターボファン101は、回転軸102が上下方向となるように配置されている。また、熱交換器103は、クロスフィンコイル式熱交換器であって、板状フィン104の熱交換表面が上下方向となるように配置され、熱交換器チューブ105が水平方向となるように配置されている。
空気循環用のターボファン101と熱交換器103とがこのように配置された空気調和機においては、ターボファン101から吐出される吐出空気Sは、図8において矢印で示すような旋回流となるため、ターボファン101からの吐出空気Sが、ターボファン101の回転軸102と垂直な面内において板状フィン104に対し斜めに吐出される。図9は図8におけるB部の空気の流れを拡大して断面図で示したものである。この図に示すように、ターボファン101から吐出された吐出空気Sは、フィン表面104aに対し斜めとなる方向から、板状フィン104間に形成される空気通路106に流入する。このため、吐出空気Sが衝突するフィン表面104aの反対側のフィン表面104bにおいては、板状フィン104の前縁付近で剥離流Eが発生する。また、この剥離流Eにより、乱流騒音が発生して運転音が大きくなっていた。また、上記のように板状フィン104の前縁付近で剥離流Eが発生すると、フィン104とフィン104と間の有効空気通路幅Dが狭くなり、空気通過抵抗が大きくなる。その結果、ファン駆動用のモータ入力が大きくなり空気調和機のエネルギー効率が悪くなるという問題があった。
In the air conditioner in which the
本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものである。すなわち、本発明は、空気循環用の遠心ファンの吐出側に板状フィンを有する熱交換器が配置された空気調和機の騒音を低減するとともに、熱交換器効率の低下を低減することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. That is, the present invention aims to reduce noise of an air conditioner in which a heat exchanger having plate-like fins is disposed on the discharge side of a centrifugal fan for air circulation, and to reduce a decrease in heat exchanger efficiency. And
本発明は上記課題に鑑み成されたものである。本発明に係る空気調和機は、空気循環用の遠心ファンの吐出側に板状フィンを有する熱交換器が配置されるとともに、遠心ファンの回転軸と垂直な面内において遠心ファンからの吐出空気が板状フィンに対し斜めに吐出されるように、遠心ファンと熱交換器との相対位置が設定された空気調和機において、該熱交換器の空気流入面に対して所定寸法の間隔を設けて整流網が配置されていることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems. The air conditioner according to the present invention includes a heat exchanger having plate-like fins on the discharge side of a centrifugal fan for air circulation, and discharge air from the centrifugal fan in a plane perpendicular to the rotation axis of the centrifugal fan. In the air conditioner in which the relative position between the centrifugal fan and the heat exchanger is set so that the air is discharged obliquely with respect to the plate fins, an interval of a predetermined dimension is provided with respect to the air inflow surface of the heat exchanger. And a rectifying network is arranged.
上述の如く構成された空気調和機によれば、遠心ファンから旋回流となって吐出される吐出空気が整流網により乱されてスケール(乱れの渦の大きさ)の小さい乱流となる。そのため、フィン前縁付近で乱流混合が発生し、気流がフィンの反対側(吐出空気が当る面の反対側)に入り易くなる。このように空気が反対側に入ることにより、フィン前縁付近に発生する剥離流が低減されて、剥離流による騒音が低減される。また、このように剥離流が低減することによりフィン間の有効空気通路幅が大きくなるため、熱交換器の空気通過抵抗が低減する。しかしながら、熱交換器において空気通過抵抗が低減する反面、整流網を設置することによる空気通過抵抗の増加があるため、機内の空気通過抵抗は若干低減される程度となる。また、本発明に係る空気調和機によれば、整流網により塵埃を除去することができるので、これにより熱交換器の汚れを抑制して、熱交換器の熱交換効率の低下を抑制することもできる。 According to the air conditioner configured as described above, the discharge air discharged as a swirling flow from the centrifugal fan is turbulent by the rectifying network and becomes a turbulent flow with a small scale (size of the turbulent vortex). Therefore, turbulent mixing occurs in the vicinity of the front edge of the fin, and the airflow easily enters the side opposite to the fin (the side opposite to the surface on which the discharge air hits). Thus, when air enters the opposite side, the separation flow generated in the vicinity of the fin leading edge is reduced, and noise due to the separation flow is reduced. In addition, since the effective air passage width between the fins is increased by reducing the separation flow in this manner, the air passage resistance of the heat exchanger is reduced. However, while the air passage resistance is reduced in the heat exchanger, there is an increase in the air passage resistance due to the installation of the rectifying network, so that the air passage resistance in the machine is slightly reduced. Further, according to the air conditioner according to the present invention, dust can be removed by the rectifying network, thereby suppressing contamination of the heat exchanger and suppressing a decrease in heat exchange efficiency of the heat exchanger. You can also.
また、前記整流網は、単線の線材が網状に形成されたものであることが好ましい。整流網により小さいスケールで細かく吐出空気流を乱すには、細い網目で、かつ空気通過抵抗のあまり大きくない整流網に形成する必要があるため、単線の線材により網が形成されているのが好ましい。また、単線の線材により整流網を形成すれば、メッシュの大きさを変化させることにより、フィン表面に対し斜めに吐出される空気流の乱し程度や空気通過抵抗を調節することができる。 Moreover, it is preferable that the said rectification | straightening net | network is what formed the wire of the single wire in mesh shape. In order to finely disturb the discharge air flow with a smaller scale on the rectification network, it is necessary to form a rectification network with a thin mesh and a low air passage resistance, and therefore it is preferable that the net is formed by a single wire. . In addition, if the rectifying network is formed by a single wire, the degree of disturbance of the air flow discharged obliquely with respect to the fin surface and the air passage resistance can be adjusted by changing the size of the mesh.
また、前記整流網は、この整流網を形成する線材のピッチがフィンピッチより小さくするのが好ましい。整流網を形成する線材のピッチをフィンピッチより小さくすることにより、フィン前縁の手前で空気流を小さいスケールで細かく乱すことができる。 In the rectifying network, the pitch of the wire forming the rectifying network is preferably smaller than the fin pitch. By making the pitch of the wire forming the rectifying network smaller than the fin pitch, the air flow can be finely disturbed on a small scale before the fin leading edge.
また、前記整流網は、着脱自在に取り付けられていることが好ましい。整流網を形成する線材のピッチがフィンピッチより小さく形成されている場合は特にゴミにより目詰まりの起こる虞があるが、整流網を着脱自在としておくと整流網の機能を常に保持することができる。 Moreover, it is preferable that the said rectifier network is attached so that attachment or detachment is possible. If the pitch of the wire forming the rectifying network is smaller than the fin pitch, there is a risk of clogging due to dust, but if the rectifying network is made detachable, the function of the rectifying network can always be maintained. .
また、前記整流網は、熱交換器の空気流入面全域にわたって配置されていることが好ましい。これにより、熱交換器の空気流入面全域にわたって、フィン前縁付近の剥離流を抑制することができ、騒音の低下を効率よく抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the said rectification network is arrange | positioned over the air inflow surface whole surface of a heat exchanger. Thereby, the separation flow near the fin leading edge can be suppressed over the entire air inflow surface of the heat exchanger, and the noise can be efficiently suppressed.
本発明に係る空気調和機によれば、板状フィンを有する熱交換器のフィン前縁付近の剥離流が抑制され、騒音を低下させることができる。また、熱交換器の汚れを抑制し、熱交換効率の低下を抑制することができる。 According to the air conditioner according to the present invention, the separation flow in the vicinity of the fin leading edge of the heat exchanger having plate-like fins is suppressed, and noise can be reduced. Moreover, the contamination of the heat exchanger can be suppressed, and the decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
以下、この発明の実施の形態に係る空気調和機について、図面に基づき説明する。
この実施の形態に係る空気調和機は、図1の外観斜視図に示すように、横長箱型形状に形成された壁掛型空気調和機の室内ユニットである。また、この室内ユニットは、図2の平断面図に示すように、奥行き寸法が小さくなるように形成されており、本体ケーシング1内に室内ファンとしての遠心ファン(この場合はターボファン2)と、室内空気を冷却又は加熱する熱交換器3と、整流網4とが配置されている。
Hereinafter, an air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in the external perspective view of FIG. 1, the air conditioner according to this embodiment is an indoor unit of a wall-mounted air conditioner formed in a horizontally long box shape. Further, as shown in the plan sectional view of FIG. 2, this indoor unit is formed so as to have a small depth dimension. A
本体ケーシング1は、図1の外観斜視図に示すように、前面に前板11を着脱自在に取り付けられている。この前板11は、中央部に室内空気を吸い込む空気吸込口12を備え、左右側方部分に、熱交換器3で熱交換された空気を吐出するための空気吐出口13を備えている。
As shown in the external perspective view of FIG. 1, the
本体ケーシング1の内部は、図2の平断面図に示すように、中央部にターボファン2を配置し、その左右両側に熱交換器3を配置している。また、熱交換器3の空気流入面31に対向して整流網4が配置されている。そして、空気吸込口12から吸入された空気がターボファン2に吸入され、ターボファン2から吐出された空気が整流網4及び熱交換器3を介して空気吐出口13から室内に吐出されるように空気通路14が形成されている。
As shown in the plan sectional view of FIG. 2, the inside of the
ターボファン2は、図2に示すように、羽根車21と、羽根車21に空気を案内するベルマウス22と、羽根車21を駆動するモータ23とを有している。そして、羽根車21の回転軸、すなわち、モータ23の回転軸23aが本体ケーシング1の前後方向となるように、本体ケーシング1の内部中央部に配置されている。ベルマウス22は、空気吸込口12の背面側となるように配置され、本体ケーシング1に対してねじ等により前面側から着脱自在に取り付けられている。また、ベルマウス22は、中央穴部がファン吸入口24を形成するとともに、図2に示すように前板11と協働して熱交換器3の吸込側を区画する仕切壁としても機能している。また、羽根車21の外周側がファン吐出口25である。前記モータ23は、薄型仕様のモータ、例えばプリントモータが使用されており、羽根車21の背面側において、本体ケーシング1の背壁に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
熱交換器3は、図2に示すように、ターボファン2の吐出側である左右両側に略対称的に分散配置されている。分散配置された両熱交換器3は、図3の外観斜視図に示すように底部スペースを利用して配置される冷媒配管32により連結され、一体となって作用するように構成されている。また、左右の各熱交換器3は、図3に示すように、垂直方向に配置される前枠部材33と、同様に配置される後枠部材34との間に扁平チューブ35が前後方向に列設されている。この実施の形態では、扁平チューブ35が平行に6列配置されている。これら扁平チューブ35間及び扁平チューブ35と前枠部材33又は後枠部材34との間には、図4に示すようなコルゲートフィン36が介在されている。コルゲートフィン36は、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板を上部から下方に蛇行状に折り曲げて形成した板状フィンであり、空気に接する部分は、概ね、フィン表面36a、36bが水平方向となっている。このように形成されたコルゲートフィン36は、扁平チューブ35に対しろう付け等により接合されている。なお、図4において、37は隣接する扁平チューブ35間を連絡するための連絡口であり、この連絡口37には連絡配管38が接続されている。
As shown in FIG. 2, the
整流網4は、熱交換器3の空気流入面31に対向するように、空気流入面31に対して所定寸法の間隔を設けて設置されている。この整流網4は、直径約0.1mm程度の単線よりなる樹脂製の網から形成されたものであって、従来から空気調和機のエアフィルタとして用いられているようなものでよい。また、整流網4を形成する線材のピッチは、コルゲートフィン36のフィンピッチ(約1mm)より小さく、この場合は約0.5mmに形成されている。また、整流網4は、前板11及びベルマウス22を外した状態において本体ケーシング1に対し、着脱自在となるように取り付けられている。具体的には図5に示すように、本体ケーシング1内の上方部材15及び下方部材16に前後方向のスライドを可能とするスライド溝17、18を設け、このスライド溝17、18に対し前面からスライド式に取り付けられている。したがって、整流網4は、前板11及びベルマウス22を取り外すことにより、着脱自在とされている。
The rectifying
以上のように構成された空気調和機は次のような作用効果を奏することができる。
空気調和機の運転が開始されてターボファン2が運転されると、空気吸込口12から室内空気が吸い込まれる。この室内空気は、ファン吸入口24からターボファン2に吸入され、ターボファン2により昇圧されてファン吐出口25から吐出される。ファン吐出口25から吐出された空気は、左右両側の熱交換器3で熱交換されて、空気吐出口13から温度調節された空気が室内に吐出される。
The air conditioner configured as described above can achieve the following operational effects.
When the operation of the air conditioner is started and the
この場合において、ターボファン2は回転軸23aの軸方向が前後方向となっているので、ターボファン2からの吐出空気Sは、図5に示すように、正面から見て前後方向の回転軸23aを中心にして、反時計方向に旋回する旋回流となって矢印のように吹き出される。一方、熱交換器3は、垂直方向に配列された扁平チューブ35間において、図5に模式的に示すように、コルゲートフィン36のフィン表面36a、36bが概ね水平方向となるように配置されている。したがって、ターボファン2から空気流入面31に向かう吐出空気Sは、ターボファン2の回転軸23aに垂直な面内においてフィン表面36a(この場合上側のフィン表面)に対し斜めに吐出される。
In this case, since the axial direction of the
そして、フィン表面36aに向かう吐出空気Sは、図6に示すように、整流網4により少し乱され、整流網4により乱されて、スケール(乱れの渦Rの大きさ)の小さい乱流となる。そのため、フィン前縁付近で乱流混合が発生し、気流がフィン104の反対側(吐出空気が当る面36aの反対側)に入り易くなる。このように空気が反対側に入ることにより、反対側のフィン表面36b(この場合下側のフィン表面36b)のフィン前縁付近に発生する剥離流Eが低減されて、剥離流Eによる騒音が低減される。また、このように剥離流Eが低減することによりフィン104間の有効空気通路幅Dが大きくなるため、熱交換器3の空気通過抵抗が低減する。しかしながら、熱交換器3において空気通過抵抗が低減する反面、整流網4を設置することによる空気通過抵抗の増加があるため、機内の空気通過抵抗は若干低減される程度となる。また、本実施の形態に係る空気調和機によれば、整流網4により塵埃を除去することができるので、これにより熱交換器3の汚れを抑制して、熱交換器3の熱交換効率の低下を抑制することもできる。
Then, as shown in FIG. 6, the discharge air S toward the
また、整流網4は単線の線材により網状に形成されているので、ターボファン2から空気流入面31に向かう吐出空気Sを小さいスケールで細かく乱す整流網4を形成するには、網目のメッシュを調節することにより、吐出空気Sの乱し程度や空気通過抵抗を容易に調節することができる。また、この整流網4を形成する線材のピッチをフィンピッチより小さくすることにより、容易にフィン前縁の手前で吐出空気Sを細かく乱すことができる。また、整流網4は、熱交換器3の空気流入面31全域にわたって配置されているので、熱交換器3の空気流入面31全域にわたって、フィン前縁付近の剥離流Eを抑制することができ、騒音の低下を効率よく抑制することができる。
Further, since the rectifying
また、整流網4は、メッシュを細かくした場合に網目が塞がれる虞がある。しかしながら、本実施の形態においては、空気調和機の前板11、ベルマウス22等を取り外すことにより、機外前方から着脱自在に構成されているので、整流網4がゴミで汚れた場合に交換することが可能となり、整流網4の機能を常に保持することができる。
Further, the rectifying
本発明は、以上説明した実施の形態において次のように変形することもできる。
(1)上記実施の形態においては、遠心ファンとして、ターボファン2を使用しているがシロッコファン、ラジアルファンなどの他の遠心ファンについても適用することができる。
The present invention can be modified as follows in the embodiment described above.
(1) In the above embodiment, the
(2)上記実施の形態においては、本発明に係るターボファン2を搭載した空気調和機として壁掛型空気調和機について述べたが、これは他の形式の空気調和機にしてもよいことは勿論である。例えば、従来例として掲げたようなコンパクト型の天井埋込型などにも好適である。
(2) In the above embodiment, the wall-mounted air conditioner has been described as the air conditioner equipped with the
(3)また、ターボファン2の吐出側に設ける熱交換器3も、遠心ファンの回転軸と垂直な面内において遠心ファンからの吐出空気Sが板状フィンに対し斜めに吐出されるものである限り、コルゲートフィン36の場合だけに適用されるのではなく、従来例に示したようなクロスフィンコイル式熱交換器などの場合にも適用することができる。
(3) Also, the
(4)上記実施の形態においては、整流網4が本体ケーシング1に対し前方からスライド式に着脱自在に取り付けられているが、他の取付方法で取り付けてもよい。例えば、ねじ止めでもよいし、弾性的に係合させて取り付ける方法でもよい。また、取り付ける部材を本体ケーシング1とせずに、熱交換器3の前後枠部材33、34としてもよく、また、上下の枠部材としてもよい。
(4) In the above embodiment, the rectifying
本発明に係る空気調和機は、家庭用及び業務用の各種形式の空気調和機に適用することができる。 The air conditioner according to the present invention can be applied to various types of air conditioners for home use and business use.
S 吐出空気、2 (遠心ファンである)ターボファン、3 熱交換器、4 整流網、23a 回転軸、31 空気流入面、36 (板状フィンである)コルゲートフィン S discharge air, 2 turbo fan (which is a centrifugal fan), 3 heat exchanger, 4 rectifier network, 23a rotating shaft, 31 air inflow surface, 36 corrugated fin (which is a plate fin)
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2005
- 2005-10-19 JP JP2005304767A patent/JP2007113824A/en active Pending
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